應用案例 | 粉末涂料的固化過程測量

粉末涂料的固化過程測量

粉末涂料是一種固態粉末狀涂料，可用作自流動干粉。粉末涂料分為熱塑性和熱固性兩種，與常規液態涂料最大的區別在于粉末涂料不需要溶劑。使用涂料時先靜電噴涂，然后加熱固化使其可以流動并形成涂層。粉末涂料主要用在金屬（如大型家用電器）、鋁合金型材、汽車摩托車零部件的涂覆上。最常見的成分有聚酯、環氧樹脂或丙烯酸樹脂，在生產涂料的過程中，會加入固化劑、顏料和其他粉末成分，然后將混合物在擠出機中加熱、軋平、破碎成小片、最后研磨成細粉。

測試條件

溫度范圍：25…300°C

樣品質量：約10mg

升溫速率：1K/min，2K/min，5K/min

坩堝類型：高壓密封坩堝

測試氣氛：N2，20ml/min

測試結果

此類樣品的特殊性在于，如果使用常規的敞口坩堝測試，樣品固化放熱峰與反應過程中產生揮發物的吸熱峰疊加，可能導致錯誤的數據。因此測試時均使用高壓密封坩堝測試。圖中三次測試中，樣品的固化放熱峰溫度在160℃到250℃之間，隨著升溫速率的提高，峰值溫度向高溫測移動。在這三次測試的基礎上，通過動力學軟件Thermokinetics建立了反應動力學模型，通過模擬計算得出，樣品固化過程為一步反應A → B（相關系數0.998）。

上述結果可以用來預測給定溫度程序下的反應進程。例如，將樣品從室溫以10K/min的速率升溫至200℃，并在200℃恒溫，根據動力學結果可以預測粉末涂料樣品將在47分鐘后固化。動力學計算及預測結果見下圖。

編譯：

高星

曾智強